Особенности инженерной подготовки при восстановлении нарушенных территорий

Вопрос о восстановлении нарушенных территорий сводится к определению условий целесообразности освоения и выбору комплекса инженерных мероприятий, необходимых для конкретного вида градостроительного использования.

Градостроительное использование территорий предусматривает размещение жилищного, культурно-бытового и промышленного строительства, устройства водоемов, садов и парков. В пригородной зоне восстановленные территории используют для организации мест отдыха или сельскохозяйственных угодий. Подземные выработки с прочной или специально укрепленной крышей могут служить местами размещения объектов инженерного оборудования города, системы социального обслуживания, торговых и общественных центров, гаражей и автостоянок, вокзалов рельсового и безрельсового транспорта, сооружений со специальными акустическими и геотермическими режимами. Градостроительная практика знает примеры успешного использования подземного пространства для размещения предприятий точных приборов, складских помещений, хранилищ нефти и газа.

Инженерные мероприятия по восстановлению нарушенных территорий имеют специфические особенности, определяемые типом нарушения поверхности (табл. 12.1). Инженерное решение выбирают на основе технико-экономического сравнения, учета инженерно-геологической характеристики участка и его расположения в плане города. Мероприятия инженерной подготовки практически сводятся к вертикальной планировке, а при необходимости к устройству дренажных и водоотводных систем, устранению причин провалов и просадок.

Таблица 12.1

При вертикальной планировке не только организовывают сток поверхностных вод, но разбирают терриконики, засыпают воронки обрушения, уменьшают уклоны склонов отвалов и выемок (рис. 12.2).

Шахтные терриконы и отвалы вскрыши ликвидируют полностью и частично. Ликвидация терриконов и отвалов необходима, если они попадают в зону застройки и являются препятствием для дальнейшего строительства. Полная разработка терриконов оправдывает себя в тех случаях, когда породы, их слагающие, могут быть использованы как сырье.

Рис. 12.2. Инженерные мероприятия по восстановлению территорий с нарушениями: I — существующая поверхность; 2 — сохраняемые породы или насыпной грунт; 3 — проектная поверхность; 4 — слой глины для производства строительных материалов или необходимы для вертикальной планировки и засыпки местных понижений — провалов. Чаще терриконы разбирают частично до высоты 10… 15 м, чтобы исключить их самовозгорание (рис. 12.2, а, б), и устраивают пологие откосы.

Отвалы вскрыши обычно разравнивают или срезают (рис. 12.2, в, г) до определенного уровня, отметку которого назначают с учетом последующего градостроительного использования территории. Удаляемый грунт служит для повышения отметок прилегающей территории или является резервом для вертикальной планировки близлежащих участков.

Склоны отвалов планируют, принимая уклоны меньше угла внутреннего трения пород и укрепляют, засаживая травами, кустарником и деревьями (см. схемы дне).

Ассортимент кустарников и деревьев подбирают с учетом пылеи газоустойчивости. Растительный слой наносят совместно с одерновкой или при посеве травянистой смеси.

Для упрощения инженерных мероприятий по последующему использованию терриконов и отвалов разработаны новые методы их отсыпки. Откосы формируют еще в процессе образования насыпей. Это позволяет осваивать территории, занятые ими, сразу же после отсыпки, но только в качестве садов и парков, площадок для пассивного и активного отдыха.

Насыпи, формируемые из терриконов и отвалов, используют в основном для зеленых массивов, свободных от застройки, поскольку процесс стабилизации грунтов завершается через 15—20 лет с момента их складирования и даже после этого плотность основания составляет примерно 86% от плотности целика — грунта в естественном состоянии. Освоение под застройку территорий, грунтов терриконов и отвалов допускают после стабилизации осадок, при этом должен быть проведен техникоэкономический анализ вариантов размещения застройки на сельскохозяйственных угодиях, заброшенных и считавшихся ранее неудобных землях, а также интенсификации использования существующих селитебных зон за счет повышения плотности застройки. В последнее время разработан еще один вариант освоения насыпи из отработанных пород: метод обжига основания. Практика показывает его эффективность лишь при условии высокой стоимости земли в районе освоения.

Карьеры могут быть полностью засыпаны до уровня дневной поверхности (рис. 12.2,л":), если они расположены среди городской застройки, где предусматривают устройство зеленых зон или возведение зданий. Обычно к такому мероприятию прибегают, если глубина карьеров не превосходит 7 м.

Для засыпки используют грунт, разрабатываемый в котлованах фундаментов, или отходы промышленных производств. Этот материал подбирают с учетом несущей способности оснований для зданий и сооружений. Здания возводят только после завершения процесса стабилизации поверхности земли.

Особую сложность представляет освоение естественно обводненных карьеров, для которых тщательно отрабатывают методы засыпки. Здесь предусматривают специальный подбор закладочного материала, его разделение глинистыми и шебеносными перемычками, аэрирование, размещение на поверхности засыпки слоя растительного грунта и даже дренаж, если карьер используют не для водоема.

Полную засыпку ограничивают в карьерах, где ранее были отработаны мощные пласты залежей, покрытые маломощной вскрышей. Здесь учитывают дальность доставки закладочного материала и градостроительную ценность восстанавливаемого участка. При большой дальности перевозки предусматривают частичную засыпку карьеров до сниженных по отношению к дневной поверхности отметок (схема з).

В незасыпанных карьерах устраивают водоемы, которые выполняют различные функции: декоративные, регулирующие сток поверхностных и подземных вод и др. При использовании карьеров для создания прудов предварительно уменьшают крутизну их откосов. При этом учитывают, что для эксплуатации водоема желательно исключить фильтрацию воды в водопроницаемые породы и ее прорыв в рабочие пространства бывших шахт, поэтому в слабых грунтах чашу водоема выстилают водонепроницаемым экраном из глины или тяжелого суглинка. Для исключения фильтрации через покровную толщу суглинков или смытого почвенного слоя грунты уплотняют или солонцуют. Учитывают и условия водообмена, необходимые для поддержания санитарного состояния воды. Объем подпитки из городского водопровода уменьшают, устраивая искусственный водоем вблизи рек на базе отработанных карьеров гравия, известняка, песка. Это обеспечивает дополнительную подпитку водоема и очищение фильтрационных вод при прохождении песчаных грунтов.

Карьерное пространство используют не только для водоемов и зеленых зон, но и размещения транспортных сооружений гаражей, тоннелей, а на линейных выемках — и для участков транспортных магистралей. В открытых сооружениях откосы укрепляют в соответствии с требованиями, предъявляемыми к устойчивости горных разработок. Ими предусмотрена планировка склонов, перехват поверхностных вод и уполаживание дна карьера. В засыпаемых сооружениях конструкции рассчитывают как подземные на действие грунта и временных нагрузок.

Освоение территорий с провалами и просадками имеет свои сложности. Они заключаются в том, что почти все провалы обводнены, а осушение довольно затруднительно. Дополнительную трудность представляет выбор соответствующего закладочного материала. Провалы, расположенные на территории ликвидированных шахт, могут быть засыпаны породой терриконов, а вблизи действующих шахт — пустой породой, выдаваемой на поверхность. Для защиты от самовозгорания их прикрывают слоем глины, как показано на рис. 12.2, и.

При размещении восстанавливаемого участка с провалами в пределах застройки предусматривают полную их засыпку до отметок дневной поверхности. Частичную засыпку производят, когда уровень планировки не связан с отметками заложения фундаментов и входами в здание.

Провалы выравнивают за счет грунта межпровальных пространств до сниженной по отношению к дневной поверхности земли отметки (см. схему к). На таких участках, освоенных для городского строительства, осложняется организация водоотвода и условия их подключения к существующему канализационному коллектору. С этой точки зрения наиболее целесообразна полная засыпка провалов, конечно, при наличии закладочного материала, характеристика которого отвечает требованиям, предъявляемым к основаниям зданий и сооружений.

Здания размещают на провалах, ликвидируемых полностью или частично только после окончания процесса осадки. На тех территориях, где этот процесс не завершен, чаще всего устраивают водоемы или размещают некапитальные сооружения и зеленые зоны.

Водоотвод и дренажные системы на восстанавливаемых территориях устраивают в соответствии с требованиями, изложенными в гл. 4 и 5. В связи с тем что для нарушенных территорий характерны деформации поверхности, требуется предотвратить возможные оползневые явления (см. гл. 9).